计算思维培养的探索

计算思维（Computational Thinking) 在2006年被卡内基•梅隆大学的周以真教授提出来以后，随即在美国得到了极大的重视，它不止在大学的计算机教育中掀起了一番改革，甚至也推动了K-12教育中对计算思维的培养。下面我们先来回顾一下近几年，全球关于计算思维培养的推广：

• 2006年，谷歌，微软以及卡内基•梅隆大学合作开办了一系列的高中生夏令营活动（CS4HS），目的是为了让全球更多的学生得到计算思维的培养，以及让更多的学生不止通过电脑编程来学习计算机科学。直到今年，这项活动已经在全球50个国家得到了超过2百万人的参与。

  
  
  

  Educator Grants

• 2012年，在英国皇家学会发表的一篇报告中，提到：计算思维能够让我们更清楚懂得自然和工程系统的运行，并且他们认为：所有的学生都应该在校园里学习计算机。受到这篇文章的影响，英国教育随机修改了K-12教案，并在2014秋季正式让计算机科学进入全英国的校园。随后在2016年初，英国公共广播公司BBC还为全英国学生免费提供了100万儿童编程微型计算机：micro:bit .
  

  

  microbit

• 2013年，code.org 为全球的学生以及教育者开发一个免费的在线教育系统，在上面学生可以通过不同的形式学习计算机科学。
  

  

  code.org

• 2016年，丹麦儿童成长委员会发布了一份120页的研报，目的是为了让政府把计算思维纳入全国的教育体系从小学，一直到大学教育。澳大利亚教育部也在同时将数字教育这个主题放进了对K-10年龄段的教程中。亚洲其他的发达国家，诸如日本，韩国也在加快其教育改革的进程。

• 我国在2018年初召开了19大之后，也终于将计算思维放入了教材中，甚至有媒体报道称：对计算思维的考评将纳入未来高考的范围。

为什么计算机思维在近十年间在全球取得了如此广泛的重视呢？

首先是计算思维在近几十年里对科学以及工程的研究有许多的影响，比如在大数据，机器学习，人工智能的研究中，得益于硬件计算能力的提升，让许多今天的计算机完成了很多过去不能完成的算法。

人们发现通过计算思维所构造的问题并相应提出的解决方案不只推动了计算机科学的发展，在生物学的研究中也有很大的作用。

计算(computation)甚至已经被认为是在继理论(theory)和实验(experimentation)之后，科学的第三大支柱。

其次计算思维也开始对科学和工程以外的职业有这越来越多的影响，在医疗业，金融业，法律业，越来越多的工作依托于对数据的计算和分析，甚至是在人文科学业中，也出现了数字化艺术，数字化新闻等。

• 数据分析被用于推荐网上购物的商品，根据你的历史记录推荐书籍或者电影，过滤虚假信息以及骚扰电话。
• 机器学习被用于对客户行为的分析，并以及归纳计算出更符合用户偏好的服务。
• 近几年科技在人工智能方面发展迅速，在图像识别，语音识别中已经取得了比人类更好的表现，自动驾驶也在将在可以遇见的未来成为可能。

所以，在未来的工作中，不管你从事什么样的行业，计算思维都是不可缺少的一项技能。

2017年，周以真教授对于计算思维还给出一个更容易理解的定义:

计算思维是指在制定问题和设计其解决方案时所涉及的思维过程，目的是为了使“计算机” --- 人或机器可以有效地执行。

• 计算思维是为一个问题提供一个可以通过计算解决的方法
• 这个方法的执行人可以是人，也可以是机器
• 计算思维不应该只用于解决问题，也要用它来定义问题

REFERENCES：

Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. doi:10.1145/1118178.1118215

Wing J. (2017). Computational Thinking’s Influence on Research and Education for All. International Journal of Educational Technology, 25(2). doi:10.17471/2499-4324/922